随着我国航天事业的飞速发展，空间机器人及其相关技术领域亟需突破及创新。本文针对空间机械臂目标捕获过程中的关键环节，对机械臂的捕获构型、捕获策略以及碰撞过程中的稳定控制等方面内容展开了深入的研究。　　 首先，对自由漂浮空间机械臂的运动学及动力学进行了分析，推导了空间机械臂广义雅可比矩阵，建立空间机械臂拉格朗日动力学方程；针对机械臂动力学参数辨识问题，提出了动静态参数辨识方法。　　 其次，对空间机械臂目标捕获过程中的臂型规划展开了研究，首先根据空间机器人的动量守恒特性，推导了空间机械臂目标捕获过程中碰撞冲量与系统各组成部分动量扰动关系，并建立了碰撞角动量扰动模型。依据此模型，推导了基于机器人系统质心、基座质心以及机械臂末端共线的构型下机械臂各关节的位置关系，并基于机械臂可操作度的理论，对机械臂构型进行了优化设计。　　 再次，对空间机械臂目标捕获过程的捕获策略进行了研究，针对空间机械臂末端执行器所采用的钢丝绳捕获模型，首先对钢丝绳的动力学特性进行了分析，根据轴套力的方法建立了钢丝绳的动力学模型，并通过仿真实验手段验证了钢丝绳动力学模型的正确性。在基于钢丝绳轴套力动力学模型基础上，对钢丝绳的捕获动力学展开了研究，通过钢丝绳模型中各离散微段间力及力矩的传递，建立了钢丝绳拖拽端的拖拽力与碰撞力的关系。针对钢丝绳的捕获策略问题，提出了钢丝绳加速收拢的捕获策略，并通过空间机械臂地面捕获实验，验证了钢丝绳加速捕获策略较匀速捕获策略有明显的优势，能够显著的减少捕获过程中的碰撞次数并能提高钢丝绳捕获效率。　　 最后，对碰撞后机械臂系统的稳定控制问题展开了研究。基于关节反作用零空间算法，建立了基座与机械臂解耦形式的碰撞后系统角动量扰动模型，并推导了基于反作用零空间的空间机械臂关节阻尼控制算法。最后通过仿真实验，验证了算法的可行性及有效性。